Il monopolo magnetico e il crollo delle certezze

[Giampaolo Mele]

A volte l'uomo si sente superiore alla natura, si sente forte ed è convinto di dominarla e vincerla.
Per dominarla non deve fare altro che capirla, prevedere e capire le conseguenze di ogni singola azione. Sin ora è indubbio il fatto che tanti progressi son stati fatti e l'evoluzione tecnologica è in continuo sviluppo, ma non dimentichiamoci mai che siamo sempre suscettibili ad errori. Per quanto una teoria possa sembrar giusta e sperimentalmente corretta, ricordiamoci che potrebbe esser sbagliata. Anche se effettuiamo un miliardo di prove, sperimentiamo la teoria e proviamo in laboratorio e troviamo sempre risultati che ci aspettiamo non ci basterà mai per prenderla per vera.
Forse è anche per questo che gli scienziati spesso non seguono religioni, loro non possono credere in nulla, neanche ad una verità che gli si manifesta sperimentalmente, è il loro lavoro. Ad ogni modo cogliamo soprattutto gli aspetti positivi, i progressi ci sono e per ogni teoria che crolla un'altra ne nasce, più bella, più completa più fantasiosa e sicuramente migliore. Tant'è che con il tempo ci siamo accorti che spesso l'errore consisteva nel considerare diversi problemi che non lo sono.
Ma è un'errore inevitabile, chi mai avrebbe sospettato che studiare il magnetismo e l'elettricità volessi dire studiare la stessa cosa. Chi mai avrebbe immaginato che la forza che attira due calamite in qualche modo ha a che fare con la corrente elettrica.

Chi avrebbe mai detto che un'unica legge fisica, un'unica teoria avrebbe legato le due cose, per poi concludere che anche la luce è in realtà un'onda elettromagnetica. Tutto ciò è sintetizzato nelle equazione di Maxwell. Per a partire da questi successi, nonostante il pessimismo a cui si è fatto riferimento prima, un po' di soddisfazione la si sente. L'uomo si è sentito grande e ha cominciato a credere che bastasse un'unica legge, un'unica teoria fisica per prevedere tutto e descrivere l'universo, ecco che nasce il progetto dell'unificazione della fisica. Eppure il tutto ha retto per molto tempo, fino a qualche mese fa, ecco la notizia, le equazioni di Maxwell vanno riviste. In elettromagnetismo distinguiamo due cariche: carica positiva e carica negativa. Per le calamite è chiaro: abbiamo due facce, una positiva e una negativa. Se abbiamo due calamite succede che il lati opposti si attraggono (il positivo attrae il negativo) e i lati uguali si respingono. Se proviamo a spezzare una calamita non cambia nulla, la metà spezzata si ridivide in positivo e negativo. In sostanza non è possibile spezzare una calamita e separare positivo da negativo. A prescindere da questa semplice verifica sperimentale, in laboratorio non si era mai riusciti a trovare il monopolo magnetico, ovvero una sorta di calamita con il solo lato positivo. Da calcoli matematici risultava possibile sotto alcune ipotesi, ma in sostanza non succedeva mai. Ebbene le equazioni di Maxwell vanno riviste proprio per questo, qualche mese fa un gruppo di ricercatori dell' Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie a Berlino, in collaborazione con colleghi delle università di Dresden, St. Andrews, La Plata e Oxford sono riusciti a isolare un monopolo magnetico.

Alan Tennant

Bastian Klemke

Jonathan Morris

Klemke e Morris

I ricercatori coordinati da Jonathan Morris, Alan Tennant e Bastian Klemke, hanno bombardato con neutroni un singolo cristallo di titanato di disprosio, un materiale che cristallizza in una geometria molto particolare. In questo modo sono riusciti a osservare una riorganizzazione dei momenti magnetici all'interno del materiale che hanno assunto la forma cosiddetta "Spin-Spaghetti", il cui nome deriva dall'ordinamento dei dipoli che si sviluppano come una rete di stringhe contorte attraverso cui è trasportato il flusso magnetico. Questa disposizione è rilevabile attraverso l'interazione con i neutroni di bombardamento che sono dotati di momento magnetico. Applicando un campo magnetico a questa struttura i ricercatori sono riusciti, lavorando a temperature comprese fra gli 0,6 e i 2 gradi Kelvin, ad "allentare" la densità della struttura Spin-Spaghetti fino a che, a un certo punto, non sono riusciti a produrre la dissociazione di alcuni dipoli in monopoli. In sostanza, anche se non in condizioni “usuali”, il monopolo magnetico esiste. E allora cosa fare? Buttare via tutto? In realtà le equazioni di Maxwell acquistano una nuova simmetria, un qualcosa che prima si era escluso potrebbe in realtà migliorare le cose piuttosto che peggiorarle.
Certo fa bene esser pessimisti ma non troppo, la teoria va sistemata e ciò ci serva a ricordare le lezioni di Popper (filosofo), ovvero la scienza non da certezze e ne le darà mai.
In compenso ci da tante altre cose e noi siamo contenti così.

Mele Giampaolo

Fonti
http://www.chimici.info/Rilevato-per-la-prima-volta-un-monopolo-mag...
Wikipedia
ricerche varie su google
http://www.scienzematematiche.it/forum/viewtopic.php?f=32&t=851 (interessante, ma ci vogliono un po' più di conoscenze)

Ecco la pubblicazione originale
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;326/5951/411?max...

Scusate per la pessima formattazione, è la prima volta che apro qui un blog e non ho tempo per sistemare per bene tutto.
Ad ogni modo allego un link per scaricare l'articolo in pdf con una formattazione accettabile
http://www.2shared.com/file/9514059/58141941/Il_monopolo_magnetico_...

[Walter Caputo]

Ottimo post Giampaolo, grazie.
Walter

[Salvatore S]

Ammetto che ho dovuto leggere il post più volte prima che la mia mente digerisse il fatto che le equazioni di Maxwell che ho studiato, che ho applicato durante i miei tre anni di astronomia debbano essere cambiate! La fisica...quando sembra che tu sia riuscito a conquistarla ti riserva sempre qualcosa di nuovo! Son proprio curioso di vedere che conseguenze avrà la scoperta.

[Salvatore S]

ho parlato di questo risultato con il mio prof di fisica teorica; lui ha detto che nella comunità scientifica non se ne sente parlare, pensa che possa esserci stato un errore nell'esperimento

[Giampaolo Mele]

Si, non se ne sente molto parlare perché è tutto da confermare, comunque su internet adesso si trovano molte più informazioni. Anche alcuni studenti di fisica che conosco affermano che potrebbe essere un errore sperimentale, ma come ho scritto all'inizio del post gli crollerebbe il mondo addosso. In una delle prime lezioni si dice che il spezzando una calamita se ne ottengono due e i poli non si separano e che in generale un monopolo magnetico non è mai stato visto e sicuramente non esiste, quindi se per anni hai creduto fosse così ti prende lo sconforto sapere che era sbagliato. Io non mi pronuncio. Ad ogni modo ci saranno sviluppi, conferme o smentite.

[Giampaolo Mele]

Ho messo in fondo all'articolo un link alla pubblicazione originale, credo che per leggerla bisogni pagare, ad ogni modo è lì.